Нижегородский суперкомпьютер

24 ноября 2008, 09:26

Нижегородская область готова стать пилотным регионом по созданию на своей научно-производственной базе суперкомпьютерного кластера моделирования и проектирования. С предложением федеральному правительству по организации на региональном уровне таких центров коллективного пользования обратилась Общественная палата области на своем заседании в прошедшую пятницу.

Наряду с этим предлагается разработать федеральную комплексную целевую программу создания отечественных технологий предсказательного моделирования сложных технических систем на базе отечественных супер-ЭВМ. Развитие суперкомпьютерных технологий, отмечается в обращении, должно стать частью национальной программы повышения конкурентоспособности страны на мировом рынке за счет выхода на качественно новый технологический уровень.

Суперкомпьютерами принято называть сложные аппаратно-программные комплексы с терафлопной производительностью (триллион операций с плавающей запятой в секунду). Их работа строится на разделении и одновременном выполнении ряда задач (параллельные вычисления), что повышает быстродействие для получения результата. Огромная вычислительная мощность позволяет использовать супер-ЭВМ для работы с приложениями, требующими наиболее интенсивных вычислений, например в моделировании технологических процессов, проектных и конструкторских решений и других, наиболее сложных для исследования и натурного моделирования процессов и объектов. Нижегородская область обладает большим потенциалом использования суперкомпьютерных технологий моделирования и проектирования в таких отраслях, как радиоэлектроника, автомобильная и авиационная промышленность, атомное машиностроение, говорит председатель Общественной палаты, президент Нижегородского госуниверситета им. Лобачевского (ННГУ) Роман Стронгин. На базе нижегородских научно-производственных комплексов — это прежде всего высокотехнологичные предприятия исторически сложившегося в области оборонного сектора — уже сейчас можно создать региональные центры суперкомпьютерного проектирования, разработки программного обеспечения для них, а также центры обработки данных.

Один из таких комплексов — Всероссийский научно-исследовательский институт экспериментальной физики — Российский федеральный ядерный центр (ВНИИЭФ-РФЯЦ) в Сарове. Как сообщил первый заместитель директора Института теоретической и математической физики РФЯЦ Вячеслав Соловьев, суперкомпьютерные технологии в Сарове начали развиваться ускоренными темпами в начале 1990-х годов, после того как Россия в одностороннем порядке прекратила ядерные испытания. Компьютерное моделирование процессов стало основным методом изучения и прогнозирования результатов в ядерных исследованиях и проектирования в прикладных разработках. Разработанное во ВНИИЭФ программное обеспечение, которое при этом используется, является полнофункциональным аналогом зарубежных кодов, подчеркнул Соловьев.

Открытый вычислительный центр ВНИИЭФ, располагающий суперкомпьютерными мощностями в 5 терафлопс, занимается не только фундаментальными и прикладными исследованиями в области ядерной физики, но и выполняет гражданские проекты. Диапазон продуктов, который разрабатывает центр, широк — от гидродинамики до биомолекулярного моделирования, программ двухмерной и трехмерной графики. Сегодня специалисты центра работают, в частности, над такими проектами, как «Параллельные математические библиотеки», «Функциональная карта мозга», «Алгоритмы поиска последовательностей ДНК», «Технология человеческого интерфейса», «Нейтронные сети» и ряда других. Из прикладных проектов для применения в промышленном производстве Вячеслав Соловьев выделил оптимизацию летательных аппаратов, моделирование разрывов газопроводов по заказу «Газпрома», обоснование безопасности ядерных реакторов (совместный проект с нижегородским ОКБМ им. Африкантова). ОКБМ самостоятельно производит расчет отдельных элементов, а в технологии сквозного создания изделия активно использует канал удаленного расчета с вычислительным центром ВНИИЭФ, подтвердил главный конструктор реакторных установок Виталий Петрунин. Для того чтобы оставаться конкурентоспособным на мировом рынке, нижегородское предприятие атомного машиностроения должно сокращать сроки проектирования при гарантии высокой надежности продукции. Это возможно только за счет развития базы суперкомпьютерного проектирования и программного обеспечения. Виталий Петрунин поддержал предложение о создании регионального центра по разработке трехмерных кодов: это позволит предприятиям разных отраслей снять риск зависимости от внешних разработчиков, который они несут сегодня при использовании импортных кодов.

Региональный отраслевой центр обработки данных по импульсивной тепловой технике может быть создан на базе Центрального научно-исследовательского института (ЦНИИ) «Буревестник», головного предприятия по разработке ствольного артиллерийского вооружения для сухопутных и военно-морских сил. Конструкторская, научная, производственная и испытательная база ЦНИИ позволяет реализовать полный цикл создания вооружения — от разработки до запуска в серийное производство, говорит технический директор «Буревестника» Юрий Бурцев.

При этом Нижний Новгород в качестве пилотного региона по развитию супер-ЭВМ способен выйти за рамки отраслевых задач и потребностей оборонного комплекса, отмечает Роман Стронгин. На базе ННГУ действует первый в России центр компетенций Microsoft в области параллельных вычислений. Госуниверситет совместно с лабораторией информационных технологий Института прикладной физики РАН создали Нижегородский распределенный центр суперкомпьютерных вычислений. Этот проект позволил расширить спектр фундаментальных и прикладных исследований, требующих проведения трудоемких вычислений. В то же время он служит базой подготовки кадров, способных проводить математическое моделирование и вычислительные эксперименты на суперпроизводительных вычислительных системах. Сочетание научного, производственного и кадрового потенциала в области суперкомпьютерных технологий — реальная основа для создания в рамках федеральной целевой программы кластера супер-ЭВМ в Нижнем Новгороде, отмечает Общественная палата.